книги из ГПНТБ / Михно Е.П. Восстановление разрушенных сооружений

Таблица 2

Степень разрушения различных сооружений и техники в зависимости от избыточного давления

!

31

Продолжение табл. 2

Величина избыточного давления Лрф 'Скгс/сма), при котором наступают разрушения

Наименование сооружения

бетонному каркасу

32

Противник при отступлении будет стремиться не оставлять объекты в пригодном для эксплуатации состоянии. Он может производить на них массовые разрушения и заграждения. Однако даже если предположить, что при отходе противника почти все военные объекты, в первую очередь такие, как дороги и аэродро­ мы, будут разрушены, то все же объем работ по их восстановле­ нию может оказаться меньше, чем по строительству объектов, необходимых для обеспечения перемещения войск и подвоза им всего необходимого для жизни и боя. Это подтверждается опытом второй мировой войны. Исключение составляют случаи непосред­ ственного воздействия по объекту ядерного оружия (например, наземный или подземный ядерный взрыв в центре ВПП аэродрома).'

Восстановление мостов и дорог с капитальным покрытием, а также постоянных и в большинстве случаев полевых аэродромов, особенно с искусственной ВПП, менее трудоемко, чем их новое строительство. В период Великой Отечественной войны возведение нового полевого аэродрома требовало меньших затрат сил и средств по сравнению с восстановлением разрушенного, особенно сильно заминированного, аэродрома лишь на равнинной и степ­

ной местности, когда можно было ограничиться малыми объемами работ.

С появлением ядерного оружия и дальнейшим развитием авиа­ ции трудоемкость как восстановительных работ, так и работ по строительству новых аэродромов значительно возросла. В совре­ менных условиях в связи с увеличением размеров аэродромов воз­ можности изыскания новых земельных участков сильно сократи­ лись. Поэтому все труднее становится изыскивать новые участки, где трудоемкость строительства была бы меньше, чем восстанов­ ление разрушенных аэродромов *. Все это приводит к повышению значения восстановительных работ.

Из опыта Великой Отечественной войны известны примеры, когда в наступательных операциях, особенно в период распутицы и на лесисто-болотистых ТВД, количество восстановленных аэрод­ ромов достигало 75—85% общего количества подготовленных аэро­ дромов, а в некоторых операциях (Петсамо-Киркинесская насту­ пательная операция) составляло 100%.

Вследствие возрастания насыщенности территории аэродромами удельный вес аэродромов, подготавливаемых за счет восстановле­ ния, повышается: Вместе с тем в связи с возможным применением

ядерного оружия увеличивается трудоемкость восстановительных работ.

Подготовка дорог и аэродромов за счет максимального исполь­ зования разрушенных наиболее широко будет осуществляться в периоды распутицы, а также в болотистой и гористой местности,

* Кроме того, теперь и в воздухе становится тесно. В ряде случаев даже при наличии соответствующих участков строительство аэродромов на них может оказаться невозможным из-за обилия пересекающихся трасс полета самолетов, взлетающих с соседних аэродромов. •

так как в этих условиях на восстановление объектов потребуется меньше сил, средств и времени, чем на строительство новых.

Основные принципы восстановительных работ

Техника восстановительных работ зависит от характера разру­ шения сооружения и причин, его вызвавших. Разрушения и по­ вреждения объемных сооружений подразделяются на 8 основных видов (рис. 1.14), которые в свою очередь составляют две группы:

— повреждения сооружения в целом или изменение положения относительно его основания: смещения, просадки, наклоны, опро­ кидывания;

Рис. 1.14. Основные виды возможных повреждений сооружений:

—повреждения отдельных конструкций сооружения или их элементов: деформации, обрушения, повреждения, крушения.

Причинами, вызывающими повреждения первой группы, яв­ ляются:

—недостаточная или неравномерная несущая способность основания;

—чрезмерные неравномерные нагрузки, превышающие расчет­

ные.

Методы восстановления: подъем аварийных сооружений в це­ лом или по частям, стабилизация их в том положении, в котором они оказались, чтобы не допустить дальнейшей просадки или пол­ ного крушения.

Причинами, вызывающими повреждения второй группы, явля­ ются:

—силовые воздействия (статические и динамические) — разры­

вы, потеря устойчивости, трещины, потеря прочности соединений

ит. п.;

—механические воздействия — вмятины, прогибы, искривления, истирания и т. д.;

— физические воздействия — коробление и разрушение при высоких температурах, хрупкие трещины при отрицательных тем­ пературах; .

— химические воздействия — коррозия.

34

соких температур (доменные печи и т. п.), возможно снижение допускаемих напряжений против норм на 10—15%.

В зависимости от степени повреждения конструкции разрушен­ ных сооружений можно разбить на следующие группы [41]:

— конструкции, совершенно непригодные для восстановления (такие конструкции расчленяются на части и удаляются за преде­ лы объекта);

—конструкции, которые могут быть восстановлены после прав­ ки в демонтированном виде;

—конструкции, которые могут быть восстановлены без демон­ тажа путем выправления, усиления или замены отдельных повреж­

денных элементов.

Как показала практика восстановительных организаций во время второй мировой войны и в послевоенный период, при произ­ водстве работ по восстановлению разрушенных сооружений дол­ жны соблюдаться следующие основные принципы:

1)минимум демонтажных работ;

2)максимальное использование поврежденных конструкций;

3)подъем конструкций крупными блоками;

4)максимальная механизация работ;

5)широкое применение заранее заготовленных стандартных элементов заводского и полигонного изготовления.

К демонтажу конструкций следует прибегать лишь в случаях сильного их повреждения. Демонтаж осевших или упавших блоков является обычно технически сложной задачей вследствие трудно­ сти определения усилий в элементах и точек закрепления нависших или упавших частей сооружения. Кроме того, он связан с большим объемом высотных работ по разрубке и резке поврежденных эле­ ментов и требует закрепления соседних элементов путем устрой­ ства специальных приспособлений. При восстановлении металличе­ ских конструкций без их демонтажа приходится привлекать верхо­ лазов, рабочих высокой квалификации (сборщиков, клепальщиков, сварщиков), устраивать специальные леса и рештования. При этом ограничивается фронт работ и снижается производительность тру­ да рабочих. Известно также, что при монтаже крупными блоками необходима более сложная подготовка работ, чем при обычном способе их производства. Однако практика показала, что все за­ траты полностью окупаются.

Необходимо также максимально использовать поврежденные конструкции, так как изготовление новых связано с затратами ме­ талла и других дефицитных (особенно во время войны) материа­ лов и является процессом индивидуальным (немассовым) и, сле­ довательно, весьма трудоемким.

С учетом конкретных местных условий восстановительные ра­ боты рекомендуется вести с максимальным укрупнением монтаж­ ных элементов в крупные блоки перед их подъемом и установкой.

Выбор конструктивной схемы восстановления сооружения за­ висит от местных условий, степени повреждения сооружения,

36

наличия строительных материалов и сроков восстановления. Вследствие этого восстановление сооружения не всегда ведется по ранее установленной схеме. Например, в практике восстановления часто встречается сочетание стальных конструкций с железобетон­ ными. Вполне допустима замена железобетонных колонн металли­ ческими и наоборот, а также изменение конструкции восстанов­ ленного пролета сооружения по сравнению с конструкцией сохра­ нившихся пролетов.

В большинстве случаев целесообразно применение готовых, обнаруженных вблизи объекта конструкций. Их часто можно найти на том же объекте в виде законченных конструкций (фермы, ко­ лонны, балки, железобетонные плиты), демонтированных или не­ достроенных сооружений или в виде полуфабрикатов в сборных цехах заводов, мастерских или складах металлолома.

Упавшие, смещенные, провисшие или наклонившиеся конструк­ ции могут быть возвращены в проектное положение путем подня­ тия их на временных опорах, прогонах или шпальных клетках с по­ мощью домкратов или постепенным подклиниванием. При этом не­ обходимо тщательно контролировать, чтобы при подъеме они не перешли свое проектное положение.

Классическими примерами восстановления сооружения в перво­ начальном проектном положении без демонтажа являются восста­ новление наклонившегося железобетонного элеватора * в Канаде, производство работ по подъему которого изображено на рис. 1.15,/, подъем в СССР домны № 4 «Азовстали», подорванной фашистами в период Великой Отечественной войны, выравнивание наклонив­ шихся заводских труб в Саратове и «падающего» минарета в Са-

* Силосное здание Трасконского зернового элеватора в Канаде размером 59X23 м в плане и при высоте 31 м с армированными стенками толщиной 15 см имело основание в виде рамной конструкции тоннелей для ленточных транспор­

здания валунов, препятствовавших равномерному его оседанию. Благодаря тому что сооружение не разрушилось, стало возможным вернуть его в вертикаль­ ное положение, предварительно освободив от зерна. Восстановление ослож­ нялось огромной площадью (1400 мг) и весом сооружения (около 20 000 т), а также невозможностью опускания восточной части сооружения до уровня запад­ ной, так как тоннели для транспортеров оказались бы в грунтовой воде. Учиты­ вая это, под сооружение подвели шахтным способом 5 рядов фундаментов в виде железобетонных свай, опертых на скалу, затем поднимали его и поворачи­ вали с помощью 420 пятидесятитонных вертикальных и наклонных домкратов,

достигалось наращиванием свай. В результате восстановленный элеватор ока­ зался ниже своего первоначального положения на 4,3 м. Стоимость восстанов­ ления составила примерно 10% затрат, необходимых на разборку и строительство нового силосного сооружения.

37

марканде по методу «мгновенных центров вращения» инженера Шухова* (рис. 1.15, III).

Характерным примером восстановления поврежденных кон­ струкций в первоначальное положение следует также считать подъем просевших аэродромных и автодорожных железобетонных плит покрытия способом нагнетания раствора или поддува песка, подъем на шпальных клетках обрушенного пролетного строения моста и т. п. Стоимость таких восстановительных работ во много раз меньше стоимости возведения аналогичных конструкций заново.

Обычно возвращению конструкций в проектное положение пре­ пятствует жесткость искривленных и деформированных элементов, например стержней, которые в большинстве случаев при разруше­ нии получают удлинение за пределами текучести стали. Для устра­ нения сопротивления некоторых деформированных металлических элементов (стержней арматуры или стоек и связей ферм) их раз­ резают и сваривают вновь после возвращения конструкций в исход­ ное положение. При сильных искривлениях и других деформациях разрушенные конструкции могут быть расчленены на отдельные части, которые вновь соединяют между собой (сваркой, бетониро­ ванием и т. п.) после подъема в проектное положение.

Европейский опыт восстановления в послевоенный период раз­ рушенных городов показал различный подход в отдельных странах

к вопросу о целесообразности их восстановления. В то время как

вСССР в максимально короткие сроки были восстановлены и реконструированы все разрушенные населенные пункты и крупные города, даже такие, как полностью разрушенный Сталинград, в

Чехословакии, Польше, Югославии, а также в значительной мере

* Восстановление «падающего» минарета Улугбека в Самарканде в 1932 г. и двух накренившихся заводских труб в Саратове в 1955 г. по методу «мгно­ венных центров вращения» инженера В. Г. Шухова заключалось в том, что при этом производился не подъем опустившейся части сооружения, а опускание под­ нятой части. Вместо того чтобы бороться с колоссальной силой тяжести соору­ жения, ее заставляли помогать ликвидации наклона. При этом учитывалось, что если неподвижный шарнир, вокруг которого происходит поворот, поместить в верхней точке основания, то при выправлении сооружения его центр тяжести будет подниматься, а при положении шарнира в нижней точке основания центр тяжести будет опускаться.

Чтобы довести сооружение до вертикального положения и в то же время при повороте минимально перемещать его массу, был создан подвижной шар­ нир, все время находящийся на вертикали центра тяжести, т. е. при создании «мгновенных центров вращения» ни подъема, ни опускания сооружения не про­ исходило.

Для осуществления этого проекта под подошвой фундамента минарета устраивалась перекрестная система опорных балок, под которыми устанавли­ вался балансир (рис. 1.15). Ослабляя и вынимая клинья из-под повысившейся части коромысла, подбивая клинья под его опустившуюся часть, постепенно выправляли крен сооружения. При этом башню поворачивали тросами с общим усилием натяжения 24 т.

С целью «осадки» заводских труб во избежание дорогостоящей разборки фундамента под его повышенной частью бурили скважины, из которых выби­ рался грунт. Благодаря уменьшению площади опоры фундамента грунт под ним обжимался и сооружение под собственным весом и с помощью натянутого троса возвращалось в вертикальное положение.

39